Question

15．如图所示，是拓展活动的一个项目，徒手爬杆，就是指手脚并用，沿着杆子从地面爬到顶端．
（1）等质量的甲、乙两位同学比赛爬杆时，若两者均匀速爬杆，甲、乙的速度分别为v₁、v₂，且v₁＞v₂，甲、乙两位同学受到的摩擦力方向是竖直向上；如果摩擦力的大小分别为f₁、f₂，则f₁等于f₂（填“大于”、“等于”或“小于”）
（2）若将甲同学的杆换成绳子，也是匀速爬上去，则前后两次甲同学受到杆的摩擦力和受到绳的摩擦力比较f_杆等于f_绳（填“大于”、“等于”或“小于”），请你利用力学知识简要说明理由匀速爬杆，受到的重力与摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件，摩擦力与重力大小相等．

Answer 1

分析 （1）运动员匀速爬杆的过程都受力平衡，合力为零，竖直方向受到重力和摩擦力，摩擦力等于重力；摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反；
（2）沿着杆匀速向上爬时，在竖直方向均受到平衡力的作用：重力和摩擦力；再根据二力平衡的条件进行分析力的大小，即二力平衡的条件是：大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上．

解答 解：（1）爬杆时由于重力作用，人有向下运动的趋势，因此人所受摩擦力方向是竖直向上的；甲乙两位同学重力相同，比赛爬杆时，若两者均匀速爬杆，所受摩擦力与重力是平衡力，则摩擦力均等于其重力，重力相等，则甲、乙所受摩擦力相等；
（2）人受到的重力方向竖直向下，匀速向上爬，那么在竖直方向均受到平衡力的作用：重力和摩擦力，由二力平衡的条件知：所受的重力和摩擦力，大小相等，方向相反，且在同一条直线上；因此，爬杆受到的摩擦力都等于受到的重力，所以说前后两次甲同学受到杆的摩擦力和受到绳的摩擦力都等于重力．
故答案为：（1）竖直向上；等于；（2）等于；匀速爬杆，受到的重力与摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件，摩擦力与重力大小相等．

点评 此题考查学生对二力平衡条件的应用以及增大摩擦力的方法的理解和掌握，学习中要多联系实际生活，学会利用所学的知识解决实际问题．